顶管施工工法

顶管施工工法1.1 一般规定垂直运输和水平运输布置； 下管、挖土、运土或泥水排除的方法；1.1.2 管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地 下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术 经济比较后确定，并应符合下列规定：1.1.2.1 在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或 机械挖掘式顶管法； 当土质为砂砾土时， 可采用具有支撑的工具管或 注浆加固土层的措施；1.1.2.2 在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采 用挤压式或网格式顶管法； 1.1.1.1 施工现场平面布置图；1.1.1.2 顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；1.1.1.3 工作坑位置的选择及其结构类型的设计；1.1.1.4 顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；1.1.1.5 顶力计算和后背设计；1.1.1.6 洞口的封门设计；1.1.1.7 测量、纠偏的方法；1.1.1.8 1.1.1.9 减阻措施；1.1.1.10 控制地面隆起、沉降的措施；1.1.1.11 地下水排除方法；1.1.1.12 注浆加固措施；1.1.1.13 安全技术措施。

1.1.2.3 在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管 法；1.1.2.4 在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时， 宜采用加泥式土压平 衡或泥水平衡顶管法；密土层顶管法。

1.1.4 顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制 点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。

1.2 工作坑对地上与地下建筑物、 构筑物易于采取保护和安全施工的措 施；装配式后背墙宜采用方木、 型钢或钢板等组装， 组装后的后 背墙应有足够的强度和刚度；1.2.2.2 后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；1.2.2.3 装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于 50cm ；1.1.2.5 在顶进长度较短、管径小的金属管时， 宜采用一次顶进的挤1.1.3 采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于 0.5mm 处，并应采取措施， 防止其他水源进入顶管管道。

1.2.1 顶管工作坑的位置应按下列条件选择：1.2.1.1 管道井室的位置；1.2.1.2 可利用坑壁土体作后背；1.2.1.3 便于排水、出土和运输；1.2.1.4 1.2.1.5 距电源和水源较近，交通方便；1.2.1.6 单向顶进时宜设在下游一侧。

1.2.2 采用装配式后背墙时应符合下列规定；1.2.2.1后背土体壁面应与后背墙贴紧， 有孔隙时应采用砂石料填塞组装后背墙的构件在同层内的规格应一致， 各层之间的接触1.2.3 工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜 撑。

顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直， 其施工允许偏差应符合表 6.2.4 的规定长度 水平扭转度 注： 1.H 为装配式后背墙的高度 (mm) ；2.L 为装配式后背墙的长度 (mm) 。

1.2.5 当无原土作后背墙时，应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。

采用钢管作预埋顶管洞口时，钢管外宜加焊止水环，且周围1.2.2.4密实；1.2.2.5 应紧贴， 并层层固定。

工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差 (mm) 表1.2.4项目允许偏差 工作坑每侧 宽度不小于施工设计规定 装配式后背墙垂直度0.1%H 0.1%L1.2.6 利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：1.2.6.1 待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；1.2.6.2 后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；1.2.6.3 采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。

1.2.7应采用钢制框架，按设计位置与钢筋骨架的主筋焊接牢固；钢管内宜采用具有凝结强度的轻质胶凝材料封堵；钢筋骨架与井室结构或顶管后背的连接筋、螺栓、连接挡板锚筋，应位置准确，联接牢固。

1.2.8矩形工作坑的底部宜符合下列公式要求：B = D1 + SL = L1 + L2 + L3 + L4 + L5式中B――矩形工作坑的底部宽度（m）；D1 ――管道外径（m）；S ---- 操作宽度（mm），可取2.4〜3.2m ;L――矩形工作坑的底部长度（m）;L1 ――工具管长度（m）。

当采用管道第一节管作为工具管时，钢筋混凝土管不宜小于0.3m ；钢管不宜小于0.6m ；L2 ――管节长度（m）；L3 --- 运土工作间长度（m）;L4 --- 千斤顶长度（m）;L5――后背墙的厚度（m）。

1.2.9工作坑深度应符合下列公式要求：H1 = h1 + h2 + h3H2 = h1 + h3式中H1 ――顶进坑地面至坑底的深度（m）；H2 ――接受坑地面至坑底的深度（m）；h1 ――地面至管道底部外缘的深度（m）；h2 ――管道外缘底部至导轨底面的高度（m）；h3 ——基础及其垫层的厚底。

但不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。

1.2.10 顶管完成后的工作坑应及时进行下步工序， 经检验后及时回 填。

1.3 设备安装1.3.1 导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：1.3.1.1 两导轨应顺直、 平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；1.3.1.2 导轨安装的允许偏差应为：轴线位置： 3mm顶面高程：0〜+3mm两轨内距：± 2mm安装后的导轨应牢固， 不得在使用中产生位移， 并应经常检 查校核千斤顶宜固定在支架上， 并与管道中心的垂线对称， 其合力 的作用点应在管道中心的垂直线上；当千斤顶多于一台时， 宜取偶数， 且其规格宜相同； 当规格千斤顶的油路应并联， 每台千斤顶应有进油、 退油的控制系 统。

油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕， 应进行试运转；1.3.3.3 顶进开始时， 应缓慢进行， 待各接触部位密合后， 再按正常 1.3.1.3 1.3.2 千斤顶的安装应符合下列规定：1.3.2.1 1.3.2.2 不同时， 其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；1.3.2.3 1.3.3 油泵安装和运转应符合下列规定：1.3.3.1 油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；1.3.3.2顶进速度顶进；1.3.3.4 顶进中若发现油压突然增高， 应立即停止顶进， 检查原因并 经处理后方可继续顶进；顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型； 当采用焊接安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、 对称，顶铁与导轨和 顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；1.3.5.2 更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；1.3.5.3 顶铁的允许联接长度， 应根据顶铁的截面尺寸确定。

当采用 截面为20cm x30cm 顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m ;双行使用的长度不得大于 2.5m ，且应在中间加横向顶铁相联； 1.3.5.4 顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫， 当顶力接近管节材料 的允许抗压强度时，管端应增加 U 形或环形顶铁；1.3.5.5 顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留， 并应随时观 察顶铁有无异常迹象。

1.3.6 采用起重设备下管时应符合下列规定：1.3.3.5 千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

1.3.4 分块拼装式顶铁的质量应符合下列规定：1.3.4.1 顶铁应有足够的刚度；1.3.4.2 成型时， 焊缝不得高出表面，且不得脱焊；1.3.4.3 顶铁的相邻面应互相垂直；1.3.4.4 同种规格的顶铁尺寸应相同；1.3.4.5 顶铁上应有锁定装置；1.3.4.6 顶铁单块放置时应能保持稳定。

1.3.5 顶铁的安装和使用应符合下列规定：1.3.5.1136.1 正式作业前应试吊，吊离地面10cm 左右时，检查重物捆 扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊; 1.3.6.2 下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm 时, 操作人员方可近前工作; 136.3 严禁超负荷吊装。

1.4顶进开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时方可开始顶进。

工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合第6.3.1条的规定;采用钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并采取 措施防止洞口上方的钢板桩下落;1.4.2.2 采用沉井时，应先拆除内侧的临时封门，再拆除井壁外侧的 封板或其他封填措施;1.4.2.3 在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土 层。

1.4.3 工具管开始顶进5 — 10m 的范围内，允许偏差应为：轴线位 置3mm ，高程0〜+3mm 。

当超过允许偏差时，应采取措施纠正。

在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前 3〜5节管与工具管联成一体。

1.4.4 采用手工掘进顶管法时，应符合下列规定（图6.4.4）:图6.4.4 超挖示意图片:a ――最大超挖量;1.4.11.4.1.1 全部设备经过检查并经过试运转; 141.21.4.2 拆除封门时应符合下列规定:1.4.2.1b ― ―允许超挖范围1.4.4.1工具管接触或切入土层后，应自上而下分层开挖；工具管迎面的超挖量应根据土质条件确定；1.4.4.2在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135o范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm ；管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施；1.4.4.3 在对顶施工中，当两管端接近时，可在两端中心先掏小洞通视调整偏差量。

1.4.5顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定：P=fY D i[2h+(2h+ D1)tg2(45 -巾/2)+ 3 /丫D i]L+P F式中P――计算的总顶力（kN）;丫——管道所处土层的重力密度（kN/m3）;D1——管道的外径（mm）;H――管道顶部以上覆盖土层的厚度（m）;巾一一管道所处土层的内摩擦角（0）；3 ――管道单位长度的自重（kH/m）;L --- 管道的计算顶进长度（m）;f――顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可参看下表；顶进管道与其周围土层的摩擦系数P F――顶进时，工具管的迎面阻力(kN),其取值，宜按不同顶进方法参看下表顶进工具管迎面阻力(PF)的计算公式注：Dav――工具管刃脚或挤压喇叭口的平均直径(m);t――工具管刃脚厚度或挤压喇叭口的平均宽度(m);R――手工掘进顶管法的工具管迎面阻力，或挤压、网格挤压顶管法的挤压阻力。

前者可采用500kN/m2，后者可按工具管前端中心处的被动土压力计算(kN/m2);a ――网格截面参数，可取0.6〜1.0。

146 采用钢筋混凝土管时，其接口处理应符合下列规定:146.1管节未进入土层前，接口外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有10〜20mm的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为1015mm ;1.4.6.2管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。